《c旋光異構(gòu)》課件

ORGANICCHEMISTRY第五章旋光異構(gòu)Spring2012有機(jī)化學(xué)OpticalIsomerism《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!立體異構(gòu)：分子中原子互相連接的次序相同，但空間排列的方式不同，因而呈現(xiàn)的異構(gòu)現(xiàn)象。

《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!普通光是由各種波長的在垂直于前進(jìn)方向的各個平面內(nèi)振動的光波所組成§5.1物質(zhì)的旋光性《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!二旋光物質(zhì)和不旋光物質(zhì)1物質(zhì)的旋光性：能使偏振光振動平面轉(zhuǎn)動一個角度的性質(zhì)稱為物質(zhì)的旋光性或叫光學(xué)活性。2旋光物質(zhì)(光學(xué)活性物質(zhì))：具有旋光性的物質(zhì)。3旋光度：旋光物質(zhì)使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的角度4右旋體：使偏振光振動平面向右旋轉(zhuǎn)的旋光物質(zhì)。(+)5左旋體：使偏振光振動平面向左旋轉(zhuǎn)的旋光物質(zhì)。(-)6旋光儀:

測定物質(zhì)旋光度的儀器(結(jié)構(gòu))《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!如：右旋酒石酸在乙醇中，濃度為5%時，其比旋光度為：[]Ｄ20＝+3.79（乙醇，5%）物質(zhì)在濃度（c）,管長(l)條件下測得旋光度（），可以通過下面公式把它換算成比旋光度[]t。

[]t=l(dm)c(g/ml)如果是純液體，可將公式中的c換成液體的密度d即可。在己知比旋光度時，可通過測定溶液的旋光度算出濃度。例：在20C用鈉光測定某葡萄糖水溶液的旋光度，測定值為+3.2，所用測定管為1dm，己知葡萄糖水溶液的比旋光度+52.5，則由：+52.5＝+3.2/1c;c=3.2/52.5=0.06(g/ml)《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!§5.2

手性和對映體一、

手性的概念

手性：物體和它的鏡象不能重疊，這種特征稱為手性，手性同樣存在于微觀世界中的分子中。某些化合物也具有手性?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!{對稱面對稱軸對稱中心對稱性若一個分子中沒有上述任何一種對稱因素，這種分子就叫不對稱分子，不對稱分子就有手性三、對稱性----對稱面和對稱中心

1、對稱面：假如有一個平面可以把分子分割成兩部分。而一部分正好是另一部分的鏡象，這個平面就是分子的對稱面（用表示）。如反-1，2-二氯乙烯對稱面二氯甲烷對稱面有對稱性的分子--------無手性、無旋光活性《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!使有機(jī)物具有手性的最普遍的因素是手性碳原子手性碳原子：和四個不相同的原子或基團(tuán)相連的碳原子，用“*”標(biāo)出，如：***四手性碳原子**《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!乳酸的模型4.1含一個手性碳原子的化合物乳酸分子：*當(dāng)C連有4個不同的基團(tuán)時，有2種空間排列形式《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!五、對映體和外消旋體對映異構(gòu)體：構(gòu)造相同，構(gòu)型不同，互為實物和鏡像關(guān)系而不能重合的立體異構(gòu)體叫做對映異構(gòu)體，簡稱對映體。2外消旋體：由等量的對映體組成的物質(zhì)，無旋光性，稱外消旋體?？刹鸱殖捎倚妥笮齼蓚€有旋光活性的異構(gòu)非手性環(huán)境中，對映體的物理化學(xué)特性沒有區(qū)別這一對對映體都是手性分子，都具有旋光性，使偏振光旋轉(zhuǎn)的角度相同，即旋光度相同，但方向相反，分別是左旋（-）和右旋（+），分別用（-）-乳酸和（+）-乳酸表示。由蔗糖發(fā)酵得到的是左旋，由肌肉中取得的是右旋。《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!橫向基團(tuán)位于平面的前方

豎向基團(tuán)位于平面的后方2、透視式3、費歇爾投影式《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!３.在平面上旋轉(zhuǎn)90°或270°，得到對映體《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!４．取代基互換位置奇數(shù)次，得到對映體。《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!課堂練習(xí)下列各對化合物是否為同一構(gòu)型IIIII二構(gòu)型的標(biāo)記構(gòu)型的R，S命名規(guī)則含一個手性C原子化合物Cabcd,如果a>b>c>d將d置于遠(yuǎn)離觀察者的位置，當(dāng)a,b,c為順時針，為R構(gòu)型，若為逆時針，則為S構(gòu)型。

《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!次序規(guī)則的主要內(nèi)容原子序數(shù)大的次序大，原子序數(shù)小的次序小，同位素中質(zhì)量高的次序大。I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D>H如果原子團(tuán)的個原子相同，則比較與它相連的其它原子（第二個原子）的原子序數(shù)大小，其它依次類推。含有雙鍵或叁鍵的原子團(tuán)，可以認(rèn)為連有二個或三個相同的原子?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!乳酸123R123S課堂練習(xí)：指出下列化合物的Ｒ或Ｓ構(gòu)型RSRS《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!R課堂練習(xí)：指出下列化合物的Ｒ或Ｓ構(gòu)型RRS《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!§5.4含有兩個手性碳原子的開鏈化合物的對映異構(gòu)一、

含兩個不相同的手性碳原子

兩個手性碳原子所連的四個基團(tuán)是不完全相同的，例如：

《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!二、含兩個相同的手性碳原子

后面一對化合物是一對對映異構(gòu)體，但前一對化合物其實是一個化合物，分子中有一個對稱面，稱為內(nèi)消旋體。酒石酸只有三種異構(gòu)體，右旋體，左旋體和內(nèi)消旋體

(2R，3S)(2S，3R)(2R，3R)(2S，3S)

IIIIIIIV《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!§5.5構(gòu)型的表示方法及其相互之間的轉(zhuǎn)化一、構(gòu)型的表示方法《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!OrganicChemistryHandanCollege課堂練習(xí):把下列鋸架式轉(zhuǎn)化成其Fisher投影式《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!OrganicChemistryHandanCollege4.鋸架式\Fisher投影式\紐曼爾投影式的轉(zhuǎn)化:Fisher投影式鋸架式紐曼爾投影式《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!OrganicChemistryHandanCollege§5.6不含手性碳原子的化合物的旋光異構(gòu)現(xiàn)象一手性碳原子只是使分子產(chǎn)生手性的因素之一。內(nèi)消旋酒石酸分子雖然含有手性碳原子，但整個分子不具有手性；另一方面，具有手性的分子，也不一定含有手性碳原子。如聯(lián)苯類化合物位阻作用，使得兩個苯環(huán)不能處在一個平面內(nèi)，整個分子沒有對稱因素而具有手性《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!OrganicChemistryHandanCollege三：環(huán)狀化合物的立體結(jié)構(gòu)順-1，2-二氯代環(huán)戊烷反-1，2-二氯代環(huán)戊烷對映體《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!OrganicChemistryHandanCollege順-2-丁烯2.2-丁烯與鹵素的加成《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!OrganicChemistryHandanCollege§5.8外消旋體的拆分1.化學(xué)分離法2.生物分離法3.晶種結(jié)晶法4.柱層析法《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!一偏振光1尼科爾（Nicol）棱晶(偏振片)：只允許與棱晶晶軸平行的平面上振動的光線透過棱晶。2平面偏振光：只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光(或解稱偏振光)?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!三旋光度和比旋光度1旋光度：旋光物質(zhì)使偏振光振動平面旋轉(zhuǎn)的角度。與所用溶液的濃度、盛液管的長度、溫度、光波的波長、溶劑的性質(zhì)有關(guān)2比旋光度

定義：1ml含1g旋光性物質(zhì)濃度的溶液，放在1dm（10cm）長的盛液管中測得的旋光度稱為該物質(zhì)的比旋光度。通常用[]t表示。為測定時光的波長，一般采用鈉光（波長589.3nm,D表示）

a-樣品的旋光度l

-樣品管的長度c

-樣品的濃度[]t=

《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!化合物的旋光性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!二、

分子的手性和旋光性手性分子：物質(zhì)的分子和它的鏡象不能重疊，這種分子叫手性分子。

一般說來具有手性的分子都有旋光性；從分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說，手性與分子的對稱性有關(guān)?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!2、對稱中心：若分子中有一點Ｐ，通過Ｐ點畫任何直線，在離Ｐ等距離的線段兩端有相同的原子或原子團(tuán)，則點Ｐ稱為對稱中心。例：反-1,3-二氟-2,4-二氯環(huán)丁烷有對稱中心：既沒有對稱面又沒有對稱中心的分子是手性分子。有旋光性?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!***課堂練習(xí)：找出下列化合物中的手性碳原子《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!A、B兩分子不能重疊，是實物和鏡象的關(guān)系把具有實物和鏡影的關(guān)系的異構(gòu)體，叫做對映異構(gòu)體含有一個手性碳原子的化合物，只能有兩種構(gòu)型，也就是只能有兩個具旋光活性的異構(gòu)體?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!一、

構(gòu)型的表示法

1、模型：手性碳原子在紙平面上；伸入手性碳原子內(nèi)，表示在紙平面前，連在手性碳原子周邊上，表示處在紙平面的后面?！?.3含一個手性碳原子的開鏈化合物的對映異構(gòu)

《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!處理Fischer投影式的注意事項在紙面上平移，構(gòu)型不變在平面上旋轉(zhuǎn)180°，構(gòu)型不變?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!3.離開平面翻轉(zhuǎn)180°，得到對映體?！禼旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!5.取代基互換位置偶數(shù)次，構(gòu)型不變。每旋轉(zhuǎn)90，構(gòu)型改變一次；兩個基團(tuán)調(diào)換，構(gòu)型改變；旋轉(zhuǎn)180，構(gòu)型不變；《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!Ｒ－構(gòu)型例：《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!用費歇爾投影式確定構(gòu)型時，在紙面上觀察：當(dāng)最小基團(tuán)處在上方或下方(即處于豎線的位置)時：如a,b,c為順時針時，為R構(gòu)型；為逆時針時，為S構(gòu)型。當(dāng)最小基團(tuán)處在左方或右方(即處于橫線的位置)時：當(dāng)a,b,c為順時針時，為S構(gòu)型，為逆時針時，為R構(gòu)型。

例如：（S）-1-氯-1-溴乙烷

（S）-2-氯丁烷（R）-甘油醛

《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!把下列化合物寫成用費歇爾投影式RRRS《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁![]–7.1

+7.1

-9.3

+9.3對映異構(gòu)體(I與II)(III與IV)，外消旋體和非對映異構(gòu)體(如Ｉ與III或II與IV。

當(dāng)有n個不相同的手性C原子，有2n個旋光異構(gòu)體，2n-1對外消旋體，

IIIIIIIV23(2S,3R)(2S,3S)(2R,3S)(2R,3R)《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!內(nèi)消旋體對映異構(gòu)體例2,4-二氯戊烷(判斷下列構(gòu)型的相互關(guān)系)《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!11.鋸架式到Newman投影式轉(zhuǎn)化Newman投影式交叉式重疊式2.鋸架式到Fisher投影式的轉(zhuǎn)化12《c旋光異構(gòu)》課件共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!OrganicChemistryHandanCollege3.楔型式到Fisher投影式的轉(zhuǎn)變《c旋光異構(gòu)》課件共5